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    新聞導航

    城市LED屏幕光污染影響評價及防治初探

    來源:www.lnyhtvip.com 發布時間:2024-03-08 返回


         1 引言

         近年來,LED顯示屏技術飛速發展,憑借其表現力強、傳播效果好、價格逐漸下降的優勢,已廣泛地應用于各行各業,各大城市LED顯示屏如雨后春筍般豎立在街頭巷尾??墒请S著LED顯示屏增多,LED顯示屏產生的“光污染”問題越來越多,并引起了廣泛的重視。

         2 光污染的定義與分類

         光污染泛指影響自然環境,對人類正常生活、工作、休息和娛樂帶來不利影響,損害人們觀察物體的能力,引起人體不適和損害人體健康的各種光。在我國頒布的行業標準《城市夜景照明設計規范》中“光污染“的定義是干擾光或過量的光輻射含可見光、紫外和紅外光輻射對人、生態環境和天文觀測等造成的負面影響的總稱。一般將現代社會產生的過量的或不適當的光輻射對人類生活和生產環境所造成的不良影響的現象統稱為“光污染”。

         光污染主要有以下幾類:

         (1)眩光污染

         眩光是指由于視野中的亮度分布或亮度范圍的不適宜,或存在極端的對比,以致引起不舒適感覺或降低觀察細部或目標能力的視覺現象。

         (2)輻射污染

         目前在城市燈光建設中廣泛使用的大功率光源在發出可見光的同時也輻射出非可見的射線,這些射線的一部分對人體或建筑材料具有損害作用,主要表現為紫外輻射和紅外輻射(熱輻射)。

         (3)光泛濫

         光泛濫表現在宏觀上使城市天空溢散光水平提高,導致夜空發亮;在微觀上,表現為光線的過量溢散。光泛濫可歸結為光誤用和光干擾兩個方面。

         (4)視單調

         視覺單調表現為空間單調、色彩單調和光形單調等。

         (5)視遮蔽

         視遮蔽是人的視界被不適當的遮蔽的現象,包括燈光遮蔽和燈光設施遮蔽。

         (6)瀕閃

         頻閃指在以一定頻率(通常在50Hz下)變化的光的照射下,觀察到物體運動顯現出不同于實際運動的現象。

         3 LED顯示屏產生光污染的危害

         LED屏幕產生光污染對屏幕周邊生態系統的各個層面產生多種危害,主要表現為對周邊人群、動植物、交通等產生或大或小的影響,主要表現在以下幾方面:

         3.1 對附近居民的影響

         當LED屏幕射出光線直接侵入附近居民的窗戶時,就很可能對居民的正常生活產生負面的影響。這些影響包括:入夜后LED屏幕發出光線使居民的睡眠受到影響。LED屏幕播放畫面產生頻繁閃爍的光線使房屋內的居民感到煩躁難以進行正常的活動。

         3.2 對附近行人的影響

         當道路旁LED屏幕設備安裝不合理時,會對附近的行人產生眩光,當屏幕畫面切換時會瞬間降低或完全喪失正常的視覺功能。這一方面影響到行人對周圍環境的認知,同時增加了發生交通事故的危險性。并且當LED屏幕本身的亮度照射路面等處產生的高亮度反射面出現在行人的視野范圍內時,因為出現很大的亮度對比,行人將無法看清周圍較暗的地方,使之成為盲區,從而產生道路交通安全隱患。

         4 LED屏幕光污染環境影響評價的幾個因素

         (1)光強

         發光強度簡稱光強,國際單位是candela(坎德拉)簡寫cd。對于LED顯示屏這種主動發光體一股采用cd·m-2作為發光強度單位,并配合觀察角度為輔助參數,其等效于屏體表面的照度單位勒克司,將此數值與屏體有效顯示面積相乘,得到整個屏體在視角上的發光強度,假設屏體中每個像素的發光強度在相應空間內恒定,則此數值可被認為也是整個屏體的光通量。

         (2)光的頻閃度

         電光源頻閃是指電光源光通量波動的深度。當電光源的光通量波動深度越大,頻閃越嚴重。光的閃爍會引發視覺疲勞、偏頭痛,造成人眼分辯能力下降,視力下降,還會引發心跳過速等,這種現象稱為頻閃效應(或閃爍現象)。有時光源的發光強度并不大,但它不斷閃爍,造成視覺混亂,產生了光污染。光的閃爍度可以用Hz每秒所閃爍的次數(次/秒)來計量。人眼較敏感的閃爍頻率是8. 8Hz,當閃爍40Hz以上感覺就不靈敏,至50Hz以上時則完全感覺不到。

         (3)光照與周邊環境的對比度

         同樣的光照強度和頻閃度的情況下,如果與周邊環境照度的對比越大,產生光污染的強度就越大,例如同樣的LED屏幕在白天觀看并不是十分刺眼,而在夜晚觀看卻十分刺眼。

         目前國內外學者大多認為對光污染評價應通過對上述指標的綜合評定來確定光污染的等級。例如國際照明學會(CIE)CIE對住宅干擾光照度和光強均有嚴格的規定,并對相關區域宵禁前后照度和光強進行了限定,如表1所示。

         在國內上海市質量技術監督局發布《城市環境(裝飾)照明規范》DB31/T 316-2004中對廣告、招牌的最大允許亮度的限值的相關內容(見表2)。

         注:在其他區域中設置此類廣告、招牌其允許亮度應酌情降低,行政辦公(工業)區或公共活動區應按表中所列最大允許亮度值乘以0.4,居住小區應按表中所列最大允許亮度值乘以0.1。

         北京和南京等大城市都出臺了《戶外電子顯示屏設置規范》,規定在商業區及其周邊設置的戶外電子顯示屏,夜間亮度值應不大于1000 cd·m-2;在其他地區設置的戶外電子顯示屏,夜間亮度值應不大于400 cd·m-2。

         所以根據上述指標,我們可以得出,當LED屏幕的光強超出表中所列強度時,認為會產生光污染,且超出越高產生光污染的強度越高。

         同時LED屏幕的光強與周邊環境的照度對比同樣也是影響光污染的重要因素,相同的光強下,當與周邊環境照度對比強烈時,光污染的強度會增大。根據對人群進行主觀感覺測試的得出不同環境照度下屏幕光強的臨界值(見表3),當光強超過臨界值時,人們會感覺刺眼和不適。


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         LED屏幕播放靜止畫面是本身刷新都高于50HZ對人眼影響不大,但在播放動態畫面時,特別是在切換對比強烈的畫面時會產生閃爍感,對人眼刺激較大,所以LED播放動態畫面應避免強對比度畫面的切換,切換畫面要柔和,減少財人眼的刺激。

         綜上所述,LED屏幕對環境產生光污染的因素主要有LED屏幕的光強、屏幕光強與周邊環境的對比度、LED屏幕播放內容產生的頻閃度幾個方面。

         5 減少LED屏幕產生光污染的幾個措施

         5.1 LED屏幕亮度控制

         LED屏幕亮度對人眼的影響是隨周邊環境的亮度影響的,同樣的屏幕亮度在白天,人們看起來并不刺眼,而到了夜間或光照不好時就顯得十分刺眼。所以建議LED屏幕增加亮度自適應調節的功能,通過對周邊環境亮度的感知,自動調節LED屏幕本身的亮度,從而減少取所產生的光污染同時也可以達到節約能源的效果。

         5.2 LED屏幕播放內容評估

         LED屏幕在頻繁切換大對比度,色彩鮮艷的畫面時,會給人眼帶來頻繁閃爍的效果,所以對LED屏幕播放的內容應進行評估與控制,對色彩對比度大的畫面要采取漸進切換的方式,同時播放動態畫面時適當降低播放速度,減少對人眼的刺激。

         5.3 特殊時段或條件下關閉大屏幕

         為了減少LED屏幕光源對周圍居民和行人的影響,在特殊的時段如深夜,由于LED屏幕的光線會影響周邊居民的睡眠。特殊天氣,如雨天,LED屏幕的光線投射到路面會產生較強的反射應用駕駛員看清路面,所以在每天的特殊時段和特殊天氣條件線關閉大屏幕以減少屏幕對周邊環境帶來的影響。

         6 結語

         光污染已成為21世紀人們關注的問題,城市越來越多的LED屏幕已從多個方面影響著人們的生活和工作環境,現已引起廣泛的重視與關心。LED光污染環境影響評價是LED屏幕建設項目環境管理的一項新內容。目前我國對LED屏幕的光污染評價還沒有建立起一套完善的統一的指標、標準。希望本文可以為相關政府職能部門制定法律法規、標準等提供了一些參考。


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